距離量子互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用落地還需要多久

（文章來源：網(wǎng)絡(luò)整理）

目前互聯(lián)網(wǎng)是基于http協(xié)議的，是一個簡單但不安全的開放傳輸協(xié)議，為了讓數(shù)據(jù)更安全，我們在http的外層套了一層SSL(Secure Sockets Layer 安全套接層)或及其繼任者傳輸層安全（Transport Layer Security，TLS），就出現(xiàn)了https。雖然從協(xié)議上看起來是安全了很多，但是底層的信號傳輸還是電信號，或者電信號的其它轉(zhuǎn)換形式：如光纖傳輸?shù)墓?a target="_blank">信息，微波傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柕鹊?，這些信號在被傳輸和中繼的過程，很容易被竊取或截獲，最終造成數(shù)據(jù)的不安全。

量子互聯(lián)網(wǎng)，一種基于量子力學(xué)原理建立起來的新型互聯(lián)網(wǎng)。由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室開發(fā)完成，由于量子互聯(lián)網(wǎng)具有特殊訪問方式，每一次訪問都會留下“痕跡”而被追蹤，因此該網(wǎng)絡(luò)被稱為最安全的互聯(lián)網(wǎng)。量子互聯(lián)網(wǎng)不僅可以用來發(fā)送不可破解的信息，提高 GPS 系統(tǒng)的精度，面能支持基于云的量子計算，但是目前的量子互聯(lián)網(wǎng)有一個致命的缺陷，就是傳輸距離問題。二十多年來，由于很難在沒有損失的情況下通過遠(yuǎn)距離發(fā)送量子信號，創(chuàng)建這樣一個量子網(wǎng)絡(luò)的夢想在很大程度上一直遙不可及。

但近期哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)找到了一種方法，用一個可以捕獲、存儲和糾纏量子信息比特的原型量子節(jié)點來校正信號丟失。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同，量子網(wǎng)絡(luò)使用光的量子粒子 - 單個光子 - 來遠(yuǎn)距離傳輸光的量子態(tài)，這些網(wǎng)絡(luò)具有經(jīng)典系統(tǒng)所沒有的技巧：糾纏。

在量子力學(xué)里，當(dāng)幾個粒子在彼此相互作用后，由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質(zhì)，無法單獨描述各個粒子的性質(zhì)，只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì)，則稱這現(xiàn)象為量子纏結(jié)或量子糾纏（quantum entanglement）。糾纏可使信息的比特在任何距離上都完美關(guān)聯(lián)，由于不改變就無法觀察到量子系統(tǒng)，因此消息在傳輸?shù)倪^程中，完全不必?fù)?dān)心竊聽者。

雖說沒有竊聽者，但是和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣，如果長距離傳輸，信號是一定會衰減的，就好像家里的wifi網(wǎng)絡(luò)一樣，這時候中繼的作用就出來了。量子中繼器是一種小型的專用量子計算機(jī)，在這樣一個網(wǎng)絡(luò)的每個階段，量子中繼器必須能夠捕獲和處理量子信息的量子比特以糾正錯誤，并將其存儲足夠長的時間，以便網(wǎng)絡(luò)的其余部分準(zhǔn)備就緒。

哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員研究人員將一個單獨的色心整合到了納米金剛石腔中，從而限制了承載信息的光子，并迫使它們與單個色心相互作用。然后，他們將該裝置放置在溫度接近絕對零度的冰箱中，并通過光纖電纜將單個光子送入冰箱，在那里它們被色心有效捕獲和捕獲。結(jié)果表明，該裝置可以存儲毫秒級的量子信息足夠長的時間，已將信息傳輸數(shù)千公里之外。當(dāng)前，他們還在通過在真實的城市光纖鏈路中部署量子存儲器來擴(kuò)展這項研究，并計劃創(chuàng)建糾纏大型量子存儲器網(wǎng)絡(luò)，并探索量子互聯(lián)網(wǎng)的首次應(yīng)用。
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